Выключатель — это электрический переключатель, предназначенный для защиты электрической цепи. Основной особенностью вакуумного выключателя является способность отключать токи короткого замыкания.
Требования к выключателям средних и высоких напряжений сформулированы в международных стандартах IEC 60694 и IEC 62271-100.
Выключатели средних напряжений, как и другие электромеханические коммутационные аппараты, различаются в зависимости от среды, в которой их контакты размыкаются и замыкаются. Существуют, в частности, вакуумные, масляные, газовые и воздушные выключатели, при этом первые три вида применяются в сетях переменного тока, а воздушные выключатели, которые ранее применялись в сетях переменного и постоянного тока, в настоящее время применяются только в сетях постоянного тока.
Применение той или иной дугогасящей среды определяется электрофизическими свойствами, а также технологическими и эксплуатационными факторами. Кривые, представленные на рис. 1а, позволяют сравнить электрическую прочность различных сред, из которых наихудшим является воздух. Элегаз (гексафторид серы) при давлении, близкому к атмосферному (1 бар ≈ 1 кГс/см2), имеет примерно в 2,5 раза большую электрическую прочность. Еще более лучшим диэлектриком является трансформаторное масло, которое применяется также в выключателях.
Однако трансформаторное масло и элегаз по электрической прочности значительно уступают вакууму, с которым успешно конкурирует элегаз высокого давления (5 бар и более).
Вакуум является наиболее эффективной средой с точки зрения минимума энергии, выделяющейся в дуге при ее гашении (рис.1б). Таким образом, вакуумные коммутационные модули или вакуумніе камеры (vacuum interrupter) имеют наименьшие размеры. Вакуумные выключатели оказываются наиболее невзыскательными в эксплуатации.
Вакуумные выключатели как тип коммутационных аппаратов появились на рынке электротехнической продукции в конце 1970-х годов. Благодаря преодолению недостатков коммутации в вакууме, обнаруженных на стадии первоначальных исследований, таких как явление обрезки тока и связанные с ним перенапряжения, повторные зажигания дуги после прохождения тока через ноль, приваривание контактов при прохождении токов короткого замыкания, благодаря созданию подходящих материалов для контактов и технических решений по конструкции вакуумных прерывателей, производство вакуумных выключателей начало быстро расти. На сегодняшний день в сегменте выключателей среднего напряжения вакуумные выключатели занимают примерно 80% рынка, и этот показатель имеет тенденцию к росту.
Основой вакуумного выключателя является вакуумная камера, которая успешно отключает токи короткого замыкания до 50 кА и обеспечивает гашение электрической дуги с первого же прохода тока через ноль (рис 2).
Вакуумные выключатели выпускаются как с пружинно-моторными, так и с электромагнитными приводами.
Применение вакуумных выключателей охватывает широкий спектр сфер: от промышленных предприятий до городской инфраструктуры, где они используются для защиты и управления электрическими сетями. Они обеспечивают высокую надежность и безопасность эксплуатации, минимизируя риски аварий и облегчая процесс обслуживания сетей.
Вакуумные выключатели от компании АВМ Ампер применяют в своей конструкции пружинно-моторный привод, с двухступенчатым разведением контактов.
1 — неподвижный контакт, 2 — вакуумная камера, 3 — изоляционный полюс выключателя, 4 — спусковой механизм привода, 5 — подвижный контакт, 6 — нажимная пружина, 7 — главный привод выключателя, 8 — тяговый изолятор, 9 — приводной рычаг.
Главным преимуществом привода ВБ4 — высокая механическая стойкость и особая диаграмма разведения силовых контактов. При отключении выключателя, контакты разводятся не мгновенно, что позволяет избежать высоко уровня перенапряжений.
Также приводом предусмотрен механизм разрыва приварившихся контактов вакуумной камеры.
